1前言

钢材表面缺陷是非常重要的质量管理项目之一，从提高合格率降低成本和提高生产率等工业利益的角度看，降低表面缺陷也是重要课题。从连铸到轧制工序间产生表面缺陷的主要原因包括结晶器内初始凝固、二次冷却、三次冷却、加热和轧制等多个方面。因此，为防止表面缺陷，首先确定哪些制造工序产生了表面缺陷十分重要。本文针对从连铸到轧制工序中产生的表面缺陷，简要阐述了对产生缺陷的特定原因和防止缺陷产生技术措施的几项研究。

2钢材表面缺陷产生温度区域推断技术的开发

对实际工序中产生的钢材表面缺陷，着眼于表面缺陷附近生成的皮下氧化层的颗粒状氧化物，对颗粒状氧化物的平均颗粒半径（rave.）及颗粒半径分布进行了基础性研究，发现了颗粒半径分布的差异是因连铸到轧制工序内的缺陷产生温度区域的不同引起的。因此，作为钢材表面缺陷的发生温度区域推断技术，重点在于平均颗粒半径，为了明确平均颗粒半径与加热条件的关系，将渗碳钢（JIS SCr420）作为试验用材料，使用模拟表面缺陷的预裂纹试样进行高温氧化试验，研究了颗粒状氧化物的生成、生长机制。结果明确了，平均颗粒半径与保持温度和保持时间相对应，并且能够根据平均颗粒半径推断缺陷发生的温度区域。

3通过改善结晶器内初始凝固行为防止铸坯表面缺陷

关于含铅渗碳钢，基于平均颗粒半径的表面缺陷产生主要原因的推断和防止措施，将缺陷产生的主要工序确定为结晶器内初始凝固。为了改善结晶器内初始凝固行为，使用黏度和碳含量不同的3种结晶器保护渣，进行实机浇铸试验，研究了对铸坯表面性状和对轧制钢坯表面质量的影响。其结果，使用黏度高、含碳量比例高的结晶器保护渣，可以实现连铸时弯月面部的保温性提高和初始凝固坯壳均匀生长，还可以减轻含铅铸坯的表面缺陷。

在浇铸轴承钢（SUJ2）时，为了改善结晶器内初始凝固行为，重点放在了结晶器内润滑上，开发了旨在降低结晶性的高黏度结晶器熔剂，可以减轻铸坯表面缺陷。改善效果是，从弯月面稳定地形成厚度为3mm的薄膜覆盖初始凝固壳，显示了与坯壳接触侧厚度为1.2mm的液相区的润滑性，以及由薄膜/结晶器间的界面热阻增大引起的结晶器内初始凝固均匀化的机制。

4通过铸坯表层组织控制防止轧制钢坯表面缺陷

关于渗碳钢（JIS SCr420），基于平均颗粒半径对表面缺陷产生的原因进行了推断并研究了防止措施，将缺陷产生的主要工序确定在板坯轧制。为了防止轧制时发生表面缺陷，从α/γ逆相变后的奥氏体晶粒微细化的观点出发，着眼于加热炉装入前铸坯的表层组织，进行了实机轧制试验，研究了轧制时针对缺陷发生频率的压下起始面、铸坯宽度方向位置以及三次冷却后组织种类的影响。结果表明，通过积极地将三次冷却后的组织控制为贝氏体，与铁氧体 珠光体的情况相比，板坯轧制时的表面缺陷降低了60%。另外，关于轧制时在铸坯上动态应力分布，进行CAE分析，显示了在轧辊咬入区正下方自由表面的铸坯侧面，在奥氏体晶界与剪切应变一起，在拉伸应力的作用下产生了缺陷的起点，显示了随着轧制的进行而扩展的机制。

5结语

本研究针对从连铸到轧制工序中产生的表面缺陷，确立了产生缺陷工序的特定原因和防止产生缺陷的技术措施。能够有效地在适当的工序中寻求适当的对策，对于表面缺陷的防止产生技术，对其理解更进了一步。但是，在制造多钢种的特殊钢中，表面缺陷的产生工序、主要原因和机制根据钢种而异，仍有不明确的地方，期待今后更加致力于研究开发。（全荣）